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在充填采矿法中,充填体强度直接影响围岩和充填体的稳定性、采场的采充顺序以及应力变化过程,对采矿安全起着决定性的作用。随着地表及浅部资源的枯竭,矿产资源已由浅层开采逐步转入深部开采,与此同时,伴随着矿体厚度变小、品位变低、地压增大、软岩增多等问题出现,致使矿床开采技术难度不断增加,矿山安全问题越来越突出,充填采矿法必然得到广泛应用。因此,根据矿山充填的特点和要求,深入研究影响充填体强度的因素、充填体强度特征和强度预测模型就显得尤其重要。论文分别应用金川二矿区和大红山铁矿的废石和尾砂材料,运用正交方法设计了255组不同骨料配比下胶结充填体强度试验,针对胶结充填体强度影响因素展开分析研究,对实验数据深入分析后总结出各因素对强度的影响规律;并对已有强度模型进行回归分析,总结各自优缺点及适用范围;并结合实验结果分析提出了新的废石-尾砂胶结充填体强度模型。经过分析研究得出:①Mitchell&Wong强度预测模型考虑了水泥含量,孔隙率以及水灰比三个因素对强度的影响,并反映了各因素与充填体强度之间的关系,具有一定的适用性:但是模型中尚未考虑灰砂比、浓度等因素对强度的影响,加之公式右边存在无法消去的量纲,这些不足极大地制约了该模型的适用范围。②Arioglu强度预测模型仅仅抓住了水灰比这一重要因素对充填体强度的影响,建立了水灰比与单轴抗压强度之间的关系,以及粘聚力(内聚强度)和单轴抗压强度之间的关系,较准确地反映出了两者之间的内在关系;使用试验数据回归拟合后发现拟合结果具有较高的相关系数,误差小、精确度高,这表明水灰比与强度之间确实存在紧密的非线性关系;但是模型中尚未考虑骨料特性、浓度以及灰砂比等因素对充填体强度的影响。由于考虑因素单一,直接影响了该模型在实际中的推广使用。③将试验数据使用分级尾砂胶结体强度经验公式进行回归拟合后发现,拟合结果不收敛,无法得出相关参数的估计值,所以该经验公式不适用于废石+尾砂胶结充填体强度值的预测。在深入分析各因素对胶结充填体强度影响规律后,提出新的废石+尾砂胶结充填体强度预测模型:RUCS=k×RC×Φ×eCr×(W/C(α。新模型结合骨料级配、水泥、水、骨料量四大因素对胶结充填体强度的影响规律,全面考虑了骨料堆积密实度Φ、水灰比W/C、骨料体积浓度Cv、水泥标号Rc四个主要因素,利用各因素与强度之间的内在关系,建立数学表达式。使用新模型对试验数据分析后发现拟合结果精确度更高,误差更小,且回归方程高度显著;此外,表达式中骨料堆积密实度、水灰比、骨料体积浓度均为无量纲量,有利于回归分析处理,强度量纲与水泥标号RC量纲一致。综上所述,新的强度模型对废石+尾砂胶结体强度的预测具有最高的适用性,可用于实际充填工程参数设计值的初步计算。